CN105485850A - 基于齐次控制理论的空调温度控制方法及装置 - Google Patents

基于齐次控制理论的空调温度控制方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN105485850A
CN105485850A CN201511000380.XA CN201511000380A CN105485850A CN 105485850 A CN105485850 A CN 105485850A CN 201511000380 A CN201511000380 A CN 201511000380A CN 105485850 A CN105485850 A CN 105485850A
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
temperature difference
control
value
control cycle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201511000380.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN105485850B (zh
Inventor
魏伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Das Intellitech Co Ltd
Original Assignee
Shenzhen Das Intellitech Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Das Intellitech Co Ltd filed Critical Shenzhen Das Intellitech Co Ltd
Priority to CN201511000380.XA priority Critical patent/CN105485850B/zh
Publication of CN105485850A publication Critical patent/CN105485850A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105485850B publication Critical patent/CN105485850B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/62—Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/30—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/10—Temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/62—Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • F24F11/63—Electronic processing
    • F24F11/64—Electronic processing using pre-stored data

Abstract

本发明公开了一种基于齐次控制理论的空调温度控制方法，该方法包括：温度控制器根据初始目标温度差及初始温差变化率，计算初始控制值，在第一个预设控制周期内根据初始控制值进行温度控制；从第二个预设控制周期的起始点达到时开始，每开始一新的所述预设控制周期，则在新的预设控制周期内，根据预设控制周期的起始点对应的控制值进行温度控制，直至新的预设控制周期的起始点的控制值对应的目标温度差小于第二温差阈值时，停止新的预设控制周期的温度控制。本发明还公开了一种基于齐次控制理论的空调温度控制装置。本发明降低了能耗，提高了能源利用率，降低了成本，更加环保高效。

Description

基于齐次控制理论的空调温度控制方法及装置
技术领域
本发明涉及空调温度控制领域，尤其涉及基于齐次控制理论的空调温度控制方法及装置。
背景技术
空调温度控制器是地铁运营系统的一个重要组成部分，其消耗的能源费用约占地铁建筑总能耗的40％-60％。这主要的原因在于，当温度的实测值与预先设定的目标温度值存在温度差时，需要调用空调温度控制器进行温度的控制，以消除该温度差，但目前空调温度控制系统采用传统的控制理论对温度进行控制，而该传统的控制理论往往导致稳定时间过长，即达到稳态所需的时间过长，在该稳定时间内，空调温度控制器始终处于高负荷工作状态，导致大量能源被消耗。可见，如何缩短空调温度控制器控制温度差所需的稳定时间成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于解决如何缩短空调温度控制器控制温度差所需的稳定时间的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供的一种基于齐次控制理论的空调温度控制方法，所述基于齐次控制理论的空调温度控制方法包括以下步骤：
步骤S10，温度控制器实时获取环境温度值，并判断所述环境温度值与预先设定的目标温度值之间是否存在温度差；
步骤S20，当温度控制器判定存在温度差时，实时侦测所述温度差是否大于预设的第一温差阈值；
步骤S30，当所述温度差大于所述第一温差阈值时，温度控制器确定大于所述第一温差阈值的所述温度差为初始目标温度差，并根据所述温度差的历史数据确定初始温差变化率；
步骤S40，温度控制器根据所述初始目标温度差及所述初始温差变化率，计算初始控制值，在第一个预设控制周期内根据所述初始控制值进行温度控制；从第二个所述预设控制周期的起始点达到时开始，每开始一新的所述预设控制周期，则在新的所述预设控制周期内，根据所述预设控制周期的起始点对应的控制值进行温度控制，直至新的所述预设控制周期的起始点的控制值对应的目标温度差小于第二温差阈值时，停止新的所述预设控制周期的温度控制；
其中，所述控制值及所述控制值对应的目标温度差由温度控制器以预设频率采样而得，所述控制值满足：
u＝-2x1-3x2-5x1 3-x2 3
u为所述控制值，x1为所述目标温度差，x2为所述温差变化率，且所述目标温度差满足：所述温差变化率满足所述为所述温度差对时间的导数，所述为所述温差变化率对时间的导数。
优选地，所述步骤S40包括：
温度控制器根据所述初始目标温度差及所述初始温差变化率，计算初始控制值，在第一个预设控制周期内根据所述初始控制值进行温度控制，并在第一个所述预设控制周期内以预设频率对所述控制值进行采样，以获取第二个所述预设控制周期的起始点对应的所述控制值；从第二个所述预设控制周期的起始点达到时开始，每开始一新的所述预设控制周期，则在新的所述预设控制周期内，根据所述预设控制周期的起始点对应的控制值进行温度控制，并在所述预设控制周期内以所述预设频率对所述控制值进行采样以获取下一所述预设控制周期的起始点对应的所述控制值，直至获取的所述控制值对应的所述温度差小于第二温差阈值时，停止下一所述预设控制周期的温度控制。
优选地，所述在新的所述预设控制周期内，根据所述预设控制周期的起始点对应的控制值进行温度控制的步骤包括：
步骤S41，温度控制器根据新的所述预设控制周期的起始点对应的控制值，确定所述目标输入电压值；其中，所述控制值与所述目标输入电压值呈正比的关系；
步骤S42，在新的所述预设控制周期内，温度控制器控制温度控制电机的输入电压值维持在所述目标输入电压值，以进行温度控制。
优选地，所述步骤S30之后还包括：
步骤S50，温度控制器定时获取所述环境温度值与预先设定的所述目标温度值之间的温度差，并计算实际获取的所述温度差与当前预设控制周期所采用的所述控制值对应的目标温度差之间的偏差值；
步骤S60，当所述偏差值大于预设偏差阈值时，温度控制器重新根据所述温度差的历史数据确定新的所述温差变化率，且将新的所述温差变化率作为新的所述初始温差变化率，将获取的所述温度差作为新的所述初始目标温度差，执行步骤S40。
优选地，步骤S30中，所述根据所述温度差的历史数据确定初始温差变化率的步骤还包括：
温度控制器确定此次存在温度差的时刻至所述温度差大于所述第一温差阈值的时刻之间的时间间隔，并提取所述时间间隔中所有所述温度差的数据，并根据所有所述温度差，确定所述温差变化率。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种基于齐次控制理论的空调温度控制装置，所述基于齐次控制理论的空调温度控制装置包括：
判断模块，用于实时获取环境温度值，并判断所述环境温度值与预先设定的目标温度值之间是否存在温度差；
侦测模块，用于当所述判断模块判定存在温度差时，实时侦测所述温度差是否大于预设的第一温差阈值；
初始值获取模块，用于当所述温度差大于所述第一温差阈值时，确定大于所述第一温差阈值的所述温度差为初始目标温度差，并根据所述温度差的历史数据确定初始温差变化率；
控制模块，用于根据所述初始目标温度差及所述初始温差变化率，计算初始控制值，在第一个预设控制周期内根据所述初始控制值进行温度控制；从第二个所述预设控制周期的起始点达到时开始，每开始一新的所述预设控制周期，则在新的所述预设控制周期内，根据所述预设控制周期的起始点对应的控制值进行温度控制，直至新的所述预设控制周期的起始点的控制值对应的目标温度差小于第二温差阈值时，停止新的所述预设控制周期的温度控制；
其中，所述控制值及所述控制值对应的目标温度差由基于齐次控制理论的空调温度控制装置以预设频率采样而得，所述控制值满足：
u＝-2x1-3x2-5x1 3-x2 3
u为所述控制值，x1为所述目标温度差，x2为所述温差变化率，且所述目标温度差满足：所述温差变化率满足所述为所述温度差对时间的导数，所述为所述温差变化率对时间的导数。
优选地，所述控制模块还用于：
根据所述初始目标温度差及所述初始温差变化率，计算初始控制值，在第一个预设控制周期内根据所述初始控制值进行温度控制，并在第一个所述预设控制周期内以预设频率对所述控制值进行采样，以获取第二个所述预设控制周期的起始点对应的所述控制值；从第二个所述预设控制周期的起始点达到时开始，每开始一新的所述预设控制周期，则在新的所述预设控制周期内，根据所述预设控制周期的起始点对应的控制值进行温度控制，并在所述预设控制周期内以所述预设频率对所述控制值进行采样以获取下一所述预设控制周期的起始点对应的所述控制值，直至获取的所述控制值对应的所述温度差小于第二温差阈值时，停止下一所述预设控制周期的温度控制。
优选地，所述控制模块包括：
计算单元，用于根据新的所述预设控制周期的起始点对应的控制值，确定所述目标输入电压值；其中，所述控制值与所述目标输入电压值呈正比的关系；
控制单元，用于在新的所述预设控制周期内，控制温度控制电机的输入电压值维持在所述目标输入电压值，以进行温度控制。
优选地，所述基于齐次控制理论的空调温度控制装置还包括：
偏差检测模块，用于定时获取所述环境温度值与预先设定的所述目标温度值之间的温度差，并计算实际获取的所述温度差与当前预设控制周期所采用的所述控制值对应的目标温度差之间的偏差值；当所述偏差值大于预设偏差阈值时，重新根据所述温度差的历史数据确定新的所述温差变化率，且将新的所述温差变化率作为新的所述初始温差变化率，将获取的所述温度差作为新的所述初始目标温度差，调用所述控制模块。
优选地，所述初始值获取模块还用于：
确定此次存在温度差的时刻至所述温度差大于所述第一温差阈值的时刻之间的时间间隔，并提取所述时间间隔中所有所述温度差的数据，并根据所有所述温度差，确定所述温差变化率。
本发明基于齐次控制理论的空调温度控制方法大幅缩短了稳定时间，从而减少温度控制器处于高负荷工作状态的时间，因此，降低了能耗，提高了能源利用率，降低了成本，更加环保高效。
附图说明
图1为本发明基于齐次控制理论的空调温度控制方法第一实施例的流程示意图；
图2为本发明基于齐次控制理论的空调温度控制方法控制温度差所需稳定时间的仿真图；
图3为本发明基于齐次控制理论的空调温度控制方法第二实施例的流程示意图；
图4为本发明基于齐次控制理论的空调温度控制方法第三实施例的流程示意图；
图5为本发明基于齐次控制理论的空调温度控制装置第一实施例的功能模块示意图；
图6为本发明基于齐次控制理论的空调温度控制装置第二实施例的功能模块示意图；
图7为本发明基于齐次控制理论的空调温度控制装置第三实施例的功能模块示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本领域技术人员可以理解，本发明基于齐次控制理论的空调温度控制方法及装置的下述实施例中，所述基于齐次控制理论的空调温度控制装置可设置在温度控制器中，也可以是设置在温度控制器外，与温度控制器以有线或者无线的方式数据连接，还可以是其他任何适用的方式设置本发明基于齐次控制理论的空调温度控制装置，本发明对此不作限定。
本发明提供一种基于齐次控制理论的空调温度控制方法。
参照图1，图1为本发明基于齐次控制理论的空调温度控制方法第一实施例的流程示意图。
在本发明基于齐次控制理论的空调温度控制方法第一实施例中，该基于齐次控制理论的空调温度控制方法包括：
步骤S10，温度控制器实时获取环境温度值，并判断所述环境温度值与预先设定的目标温度值之间是否存在温度差；
空调的温度传感器实时的采集环境温度值，并将采集的环境温度值发送至温度控制器，温度控制器实时的接收该环境温度值，并判断该环境温度值与预先设定的目标温度值之间是否存在温度差；其中，上述目标温度值是指用户预先在空调器上设置的期望达到的环境温度值。
步骤S20，若是，实时侦测所述温度差是否大于预设的第一温差阈值；
若温度控制器判定存在温度差时，则进一步判断该温度差是否大于预设的第一温差阈值；其中，上述第一温差阈值可根据用户的需求预先设置，当然，若温度控制器中预先存储有第一温差阈值的默认值，且用户未对该第一温差阈值进行设置的情况下，也可采用默认值作为当前的第一温差阈值。
若温度控制器判定不存在温度差，则返回继续执行步骤S10。
步骤S30，当所述温度差大于所述第一温差阈值时，温度控制器确定大于所述第一温差阈值的所述温度差为初始目标温度差，并根据所述温度差的历史数据确定初始温差变化率；
当温度差大于第一温差阈值时，温度控制器将该大于第一温差阈值的温度差作为初始目标温度差，并根据记录的温度差的历史数据确定初始温差变化率；其中，该温度差的历史数据可以是此次存在温度差的时刻至温度差大于第一温差阈值的时刻之间的时间间隔中所记录的所有温度差，也可以是温度控制器在更长的一段时间间隔中所记录的所有温度差；上述温差变化率是指温度差的变化率。
步骤S40，温度控制器根据所述初始目标温度差及所述初始温差变化率，计算初始控制值，在第一个预设控制周期内根据所述初始控制值进行温度控制；从第二个所述预设控制周期的起始点达到时开始，每开始一新的所述预设控制周期，则在新的所述预设控制周期内，根据所述预设控制周期的起始点对应的控制值进行温度控制，直至新的所述预设控制周期的起始点的控制值对应的目标温度差小于第二温差阈值时，停止新的所述预设控制周期的温度控制，并返回步骤S10。
其中，所述控制值及所述控制值对应的目标温度差由温度控制器以预设频率采样而得，所述控制值满足：
u＝-2x1-3x2-5x1 3-x2 3
u为所述控制值，x1为所述温度差，x2为所述温差变化率，且所述温度差满足：所述温差变化率满足所述为所述温度差对时间的导数，所述为所述温差变化率对时间的导数。上述温度差x1的单位可以是℃，温差变化率x2的单位可以是℃/S，时间t的单位可以是S。
上述预设控制周期可以是根据用户的需求设置的控制周期，也可以是根据默认值设置的控制周期，该控制周期的长度可以以时间为量度，也可以以采样次数为量度，例如，控制周期的长度为5秒，或者，控制周期的长度为50次采样；同样，上述控制周期的起始点与终点可以用时间表示，也可以用采样次数表示。
上述采样的方法如下：
根据采样频率，每隔一采样间隔时间计算一次控制值，该控制值的公式如下：
u(k)＝-2x1(k)-3x2(k)-5(x1(k))3-(x2(k))3，
其中，由得出：x1(k+1)-x1(k)＝x2(k)，
由得出：x2(k+1)-x2(k)＝u(k)，k为采样次数，K≥0，当K＝0时，则x1(0)为初始目标温度差，x2(0)为初始温差变化率，u(0)为初始控制值。
将初始目标温度差、初始温差变化率及初始控制值代入上式，开始进行采样，每采样一次，则将上一次采样得到的目标温度差、温差变化率及控制值代入上式，求得此次采样的目标温度差、温差变化率及控制值。
温度控制器将初始目标温度差x1(0)和初始温差变化率x2(0)代入控制值的公式，计算得到初始控制值u(0)。在第一个预设控制周期内，根据初始控制值进行温度控制，在接下来的每一个新的预设控制周期内，则根据各预设控制周期的起始点对应的控制值进行温度控制，直至新的预设控制周期的起始点的控制值对应的目标温度差小于第二温差阈值时，停止温度控制，返回步骤S10。其中，上述控制值对应的目标温度差即为同一次采样获得的控制值对应的目标温度差，如：x1(k)为控制值u(k)对应的目标温度差。
上述第二温差阈值可根据用户的需求预先设置，当然，若温度控制器中预先存储有第二温差阈值的默认值，且用户未对该第二温差阈值进行设置的情况下，也可采用默认值作为当前的第二温差阈值。
当获取的控制值对应的目标温度差小于第二温差阈值时，表示温度差的控制达到了稳态，无需继续对温度进行调整。
根据李雅普诺夫稳定性分析，可得出本实施例的基于齐次控制理论的空调温度控制方法是可以使得系统稳定的。
此外，请参照图2，图2为本发明基于齐次控制理论的空调温度控制方法控制温度差所需稳定时间的仿真图。图2中，横坐标为时间(s)，纵坐标为检测到的环境温度值与目标温度值之间的温度差(℃)，曲线a为传统方法的曲线，曲线b为本发明基于齐次控制理论的空调温度控制方法的曲线，从图2可见，相较于传统方法，本发明基于齐次控制理论的空调温度控制方法控制温度差所需稳定时间大幅缩短。
本实施例基于齐次控制理论的空调温度控制方法大幅缩短了稳定时间，从而减少温度控制器处于高负荷工作状态的时间，因此，降低了能耗，提高了能源利用率，降低了成本，更加环保高效。
本实施例中，所述步骤S40还可具体为：
温度控制器根据所述初始目标温度差及所述初始温差变化率，计算初始控制值，在第一个预设控制周期内根据所述初始控制值进行温度控制，并在第一个所述预设控制周期内以预设频率对所述控制值进行采样，以获取第二个所述预设控制周期的起始点对应的所述控制值；从第二个所述预设控制周期的起始点达到时开始，每开始一新的所述预设控制周期，则在新的所述预设控制周期内，根据所述预设控制周期的起始点对应的控制值进行温度控制，并在所述预设控制周期内以所述预设频率对所述控制值进行采样以获取下一所述预设控制周期的起始点对应的所述控制值，直至获取的所述控制值对应的所述温度差小于第二温差阈值时，停止下一所述预设控制周期的温度控制，并返回步骤S10。
由于预设控制周期的长度是已知的，因此，可控制在预设控制周期长度内进行采样。温度控制器在第一个预设控周期中以预设频率对控制值进行采样，以获取第二个预设控制周期的起始点对应的控制值，当第二个预设控制周期的起始点到达时，则在第二个预设控制周期内，将该第二个预设控制周期的起始点对应的控制值作为第二个预设控制周期的控制值进行温度控制，并且在第二个预设控制周期内，以预设频率对控制值进行采样，以获取第三个预设控制周期的起始点对应的控制值，重复此步骤，直至获取的控制值对应的目标温度差小于第二温差阈值时，停止下一预设控制周期的温度控制，并返回步骤S10。
参照图3，图3为本发明基于齐次控制理论的空调温度控制方法第二实施例的流程示意图。
本发明基于齐次控制理论的空调温度控制方法第二实施例中，本实施例在第一实施例的基础上，步骤S40中，所述在新的所述预设控制周期内，根据所述预设控制周期的起始点对应的控制值进行温度控制的步骤包括：
步骤S41，温度控制器根据新的所述预设控制周期的起始点对应的控制值，确定所述目标输入电压值；
步骤S42，在新的所述预设控制周期内，温度控制器控制温度控制电机的输入电压值维持在所述目标输入电压值，以进行温度控制。
其中，所述控制值与所述目标输入电压值呈正比的关系。因此，若要确定目标输入电压值，只需将控制值乘以一比例系数即可，而该比例系数是预先可知的。
由于温度控制电机的输入电压值与其控制输入的冷气或热气的温度呈正相关性，因此，通过控制温度控制电机的输入电压值，即可控制温度。
需要注意的是，本实施例的温度控制方法同样适用于第一个预设控制周期中，根据初始控制值进行温度控制。
参照图4，图4为本发明基于齐次控制理论的空调温度控制方法第三实施例的流程示意图。
本发明基于齐次控制理论的空调温度控制方法第三实施例中，本实施例在第一实施例及第二实施例的基础上，所述步骤S30之后还包括：
步骤S50，温度控制器定时获取所述环境温度值与预先设定的所述目标温度值之间的温度差，并计算实际获取的所述温度差与当前预设控制周期所采用的所述控制值对应的目标温度差之间的偏差值；
步骤S60，当所述偏差值大于预设偏差阈值时，温度控制器重新根据所述温度差的历史数据确定新的所述温差变化率，且将新的所述温差变化率作为新的所述初始温差变化率，将获取的所述温度差作为新的所述初始目标温度差，执行步骤S40。
温度控制器定时的侦测当前采用的温度控制策略是否与实际值存在偏差，上述定时获取的温度差即为实际测得的温度差，当前预设控制周期所采用的控制值对应的目标温度差即为本控制策略预期达到的温度差。当两温度差之间存在偏差值，且该偏差值超过预设偏差阈值时，则温度控制器确定当前的温度控制策略与实际值存在偏差。其中，上述预设偏差阈值可由用户根据需求预先设定，也可由温度控制器根据默认值设定。
当温度控制器确定当前的温度控制策略与实际值存在偏差时，则重新根据温度差的历史数据确定新的温差变化率，其具体方法可参照第一实施例，再将该新的温差变化率作为新的初始温差变化率，将实际测得的当前的温度差作为新的初始目标温度差，执行步骤S40。
本实施例通过定时的将当前温度控制策略与实际值进行对比，从而可在当前温度控制策略过多的偏离实际值时，将当前温度控制策略的参数进行重新调整，使得本实施例的基于齐次控制理论的空调温度控制方法更加精确。
本发明基于齐次控制理论的空调温度控制方法第四实施例中，本实施例在第一实施例、第二实施例及第三实施例的基础上，步骤S30中，所述根据所述温度差的历史数据确定初始温差变化率的步骤还包括：
温度控制器确定此次存在温度差的时刻至所述温度差大于所述第一温差阈值的时刻之间的时间间隔，并提取所述时间间隔中所有所述温度差的数据，并根据所有所述温度差，确定所述温差变化率。
温度控制器仅将此次存在温度差的时刻至温度差大于第一温差阈值的时刻之间的时间间隔内的温度差数据作为历史数据，并根据这些温度差数据，确定温差变化率。这是由于只有这一部分历史数据最能体现当前温度差的变化率，因此，可使温度控制的结果能精确。
需要注意的是，本实施例的步骤S50与步骤S60可与步骤S40同时执行。
本发明进一步提供一种基于齐次控制理论的空调温度控制装置。
参照图5，图5为本发明基于齐次控制理论的空调温度控制装置第一实施例的功能模块示意图。
在本发明基于齐次控制理论的空调温度控制装置第一实施例中，该基于齐次控制理论的空调温度控制装置(下称温度控制装置)包括：
判断模块10，用于实时获取环境温度值，并判断所述环境温度值与预先设定的目标温度值之间是否存在温度差；
侦测模块20，用于当所述判断模块10判定存在温度差时，实时侦测所述温度差是否大于预设的第一温差阈值；
初始值获取模块30，用于当所述温度差大于所述第一温差阈值时，确定大于所述第一温差阈值的所述温度差为初始目标温度差，并根据所述温度差的历史数据确定初始温差变化率；
控制模块40，用于根据所述初始目标温度差及所述初始温差变化率，计算初始控制值，在第一个预设控制周期内根据所述初始控制值进行温度控制；从第二个所述预设控制周期的起始点达到时开始，每开始一新的所述预设控制周期，则在新的所述预设控制周期内，根据所述预设控制周期的起始点对应的控制值进行温度控制，直至新的所述预设控制周期的起始点的控制值对应的目标温度差小于第二温差阈值时，停止新的所述预设控制周期的温度控制，并调用所述判断模块10；
其中，所述控制值及所述控制值对应的目标温度差由基于齐次控制理论的空调温度控制装置以预设频率采样而得，所述控制值满足：
u＝-2x1-3x2-5x1 3-x2 3
u为所述控制值，x1为所述目标温度差，x2为所述温差变化率，且所述目标温度差满足：所述温差变化率满足所述为所述温度差对时间的导数，所述为所述温差变化率对时间的导数。
空调的温度传感器实时的采集环境温度值，并将采集的环境温度值发送至温度控制装置，判断模块10实时的接收该环境温度值，并判断该环境温度值与预先设定的目标温度值之间是否存在温度差；其中，上述目标温度值是指用户预先在空调器上设置的期望达到的环境温度值。
若判断模块10判定存在温度差时，则侦测模块20进一步判断该温度差是否大于预设的第一温差阈值；其中，上述第一温差阈值可根据用户的需求预先设置，当然，若侦测模块20中预先存储有第一温差阈值的默认值，且用户未对该第一温差阈值进行设置的情况下，也可采用默认值作为当前的第一温差阈值。
若判断模块10判定不存在温度差，则侦测模块20继续执行其任务。
当温度差大于第一温差阈值时，初始值获取模块30将该大于第一温差阈值的温度差作为初始目标温度差，并根据记录的温度差的历史数据确定初始温差变化率；其中，该温度差的历史数据可以是此次存在温度差的时刻至温度差大于第一温差阈值的时刻之间的时间间隔中所记录的所有温度差，也可以是在更长的一段时间间隔中所记录的所有温度差；上述温差变化率是指温度差的变化率。
上述预设控制周期可以是根据用户的需求设置的控制周期，也可以是根据默认值设置的控制周期，该控制周期的长度可以以时间为量度，也可以以采样次数为量度，例如，控制周期的长度为5秒，或者，控制周期的长度为50次采样；同样，上述控制周期的起始点与终点可以用时间表示，也可以用采样次数表示。
上述采样的方法如下：
控制模块40根据采样频率，每隔一采样间隔时间计算一次控制值，该控制值的公式如下：
u(k)＝-2x1(k)-3x2(k)-5(x1(k))3-(x2(k))3，
其中，由得出：x1(k+1)-x1(k)＝x2(k)，
由得出：x2(k+1)-x2(k)＝u(k)，k为采样次数，K≥0，当K＝0时，则x1(0)为初始目标温度差，x2(0)为初始温差变化率，u(0)为初始控制值。
将初始目标温度差、初始温差变化率及初始控制值代入上式，开始进行采样，每采样一次，则将上一次采样得到的目标温度差、温差变化率及控制值代入上式，求得此次采样的目标温度差、温差变化率及控制值。
控制模块40将初始目标温度差x1(0)和初始温差变化率x2(0)代入控制值的公式，计算得到初始控制值u(0)。在第一个预设控制周期内，根据初始控制值进行温度控制，在接下来的每一个新的预设控制周期内，则根据各预设控制周期的起始点对应的控制值进行温度控制，直至新的预设控制周期的起始点的控制值对应的目标温度差小于第二温差阈值时，停止温度控制，返回调用判断模块10。其中，上述控制值对应的目标温度差即为同一次采样获得的控制值对应的目标温度差，如：x1(k)为控制值u(k)对应的目标温度差。
上述第二温差阈值可根据用户的需求预先设置，当然，若控制模块40中预先存储有第二温差阈值的默认值，且用户未对该第二温差阈值进行设置的情况下，也可采用默认值作为当前的第二温差阈值。
当获取的控制值对应的目标温度差小于第二温差阈值时，表示温度差的控制达到了稳态，无需继续对温度进行调整。
本实施例基于齐次控制理论的空调温度控制装置大幅缩短了稳定时间，从而减少温度控制器处于高负荷工作状态的时间，因此，降低了能耗，提高了能源利用率，降低了成本，更加环保高效。
本实施例中，所述控制模块40还用于：
根据所述初始目标温度差及所述初始温差变化率，计算初始控制值，在第一个预设控制周期内根据所述初始控制值进行温度控制，并在第一个所述预设控制周期内以预设频率对所述控制值进行采样，以获取第二个所述预设控制周期的起始点对应的所述控制值；从第二个所述预设控制周期的起始点达到时开始，每开始一新的所述预设控制周期，则在新的所述预设控制周期内，根据所述预设控制周期的起始点对应的控制值进行温度控制，并在所述预设控制周期内以所述预设频率对所述控制值进行采样以获取下一所述预设控制周期的起始点对应的所述控制值，直至获取的所述控制值对应的所述温度差小于第二温差阈值时，停止下一所述预设控制周期的温度控制，并调用所述判断模块10。
由于预设控制周期的长度是已知的，因此，可控制在预设控制周期长度内进行采样。控制模块40在第一个预设控周期中以预设频率对控制值进行采样，以获取第二个预设控制周期的起始点对应的控制值，当第二个预设控制周期的起始点到达时，则在第二个预设控制周期内，将该第二个预设控制周期的起始点对应的控制值作为第二个预设控制周期的控制值进行温度控制，并且在第二个预设控制周期内，以预设频率对控制值进行采样，以获取第三个预设控制周期的起始点对应的控制值，重复此步骤，直至获取的控制值对应的目标温度差小于第二温差阈值时，停止下一预设控制周期的温度控制。
参照图6，图6为本发明基于齐次控制理论的空调温度控制装置第二实施例的功能模块示意图。
本发明基于齐次控制理论的空调温度控制装置第二实施例中，本实施例在第一实施例的基础上，所述控制模块40包括：
计算单元41，用于根据新的所述预设控制周期的起始点对应的控制值，确定所述目标输入电压值；
控制单元42，用于在新的所述预设控制周期内，控制温度控制电机的输入电压值维持在所述目标输入电压值，以进行温度控制。
其中，所述控制值与所述目标输入电压值呈正比的关系。因此，若要确定目标输入电压值，只需将控制值乘以一比例系数即可，而该比例系数是预先可知的。
由于温度控制电机的输入电压值与其控制输入的冷气或热气的温度呈正相关性，因此，通过控制温度控制电机的输入电压值，即可控制温度。
需要注意的是，本实施例的温度控制方法同样适用于第一个预设控制周期中，根据初始控制值进行温度控制。
参照图7，图7为本发明基于齐次控制理论的空调温度控制装置第三实施例的功能模块示意图。
本发明基于齐次控制理论的空调温度控制装置第三实施例中，本实施例在第一实施例及第二实施例的基础上，所述基于齐次控制理论的空调温度控制装置还包括：
偏差检测模块50，用于定时获取所述环境温度值与预先设定的所述目标温度值之间的温度差，并计算实际获取的所述温度差与当前预设控制周期所采用的所述控制值对应的目标温度差之间的偏差值；当所述偏差值大于预设偏差阈值时，重新根据所述温度差的历史数据确定新的所述温差变化率，且将新的所述温差变化率作为新的所述初始温差变化率，将获取的所述温度差作为新的所述初始目标温度差，调用所述控制模块40。
偏差检测模块50定时的侦测当前采用的温度控制策略是否与实际值存在偏差，上述定时获取的温度差即为实际测得的温度差，当前预设控制周期所采用的控制值对应的目标温度差即为本控制策略预期达到的温度差。当两温度差之间存在偏差值，且该偏差值超过预设偏差阈值时，则偏差检测模块50确定当前的温度控制策略与实际值存在偏差。其中，上述预设偏差阈值可由用户根据需求预先设定，也可由偏差检测模块50根据默认值设定。
当偏差检测模块50确定当前的温度控制策略与实际值存在偏差时，则重新根据温度差的历史数据确定新的温差变化率，其具体方法可参照第一实施例，再将该新的温差变化率作为新的初始温差变化率，将实际测得的当前的温度差作为新的初始目标温度差，调用控制模块40。
本实施例通过定时的将当前温度控制策略与实际值进行对比，从而可在当前温度控制策略过多的偏离实际值时，将当前温度控制策略的参数进行重新调整，使得本实施例的基于齐次控制理论的空调温度控制装置更加精确。
本发明基于齐次控制理论的空调温度控制装置第四实施例中，本实施例在第一实施例、第二实施例及第三实施例的基础上，所述初始值获取模块30还用于：
确定此次存在温度差的时刻至所述温度差大于所述第一温差阈值的时刻之间的时间间隔，并提取所述时间间隔中所有所述温度差的数据，并根据所有所述温度差，确定所述温差变化率。
初始值获取模块30仅将此次存在温度差的时刻至温度差大于第一温差阈值的时刻之间的时间间隔内的温度差数据作为历史数据，并根据这些温度差数据，确定温差变化率。这是由于只有这一部分历史数据最能体现当前温度差的变化率，因此，可使温度控制的结果能精确。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于齐次控制理论的空调温度控制方法，其特征在于，所述基于齐次控制理论的空调温度控制方法包括以下步骤：
步骤S10，温度控制器实时获取环境温度值，并判断所述环境温度值与预先设定的目标温度值之间是否存在温度差；
步骤S20，当温度控制器判定存在温度差时，实时侦测所述温度差是否大于预设的第一温差阈值；
步骤S30，当所述温度差大于所述第一温差阈值时，温度控制器确定大于所述第一温差阈值的所述温度差为初始目标温度差，并根据所述温度差的历史数据确定初始温差变化率；
步骤S40，温度控制器根据所述初始目标温度差及所述初始温差变化率，计算初始控制值，在第一个预设控制周期内根据所述初始控制值进行温度控制；从第二个所述预设控制周期的起始点达到时开始，每开始一新的所述预设控制周期，则在新的所述预设控制周期内，根据所述预设控制周期的起始点对应的控制值进行温度控制，直至新的所述预设控制周期的起始点的控制值对应的目标温度差小于第二温差阈值时，停止新的所述预设控制周期的温度控制；
其中，所述控制值及所述控制值对应的目标温度差由温度控制器以预设频率采样而得，所述控制值满足：
u＝-2x1-3x2-5x1 3-x2 3
u为所述控制值，x1为所述目标温度差，x2为所述温差变化率，且所述目标温度差满足：所述温差变化率满足所述为所述温度差对时间的导数，所述为所述温差变化率对时间的导数。
2.如权利要求1所述的基于齐次控制理论的空调温度控制方法，其特征在于，所述步骤S40包括：
温度控制器根据所述初始目标温度差及所述初始温差变化率，计算初始控制值，在第一个预设控制周期内根据所述初始控制值进行温度控制，并在第一个所述预设控制周期内以预设频率对所述控制值进行采样，以获取第二个所述预设控制周期的起始点对应的所述控制值；从第二个所述预设控制周期的起始点达到时开始，每开始一新的所述预设控制周期，则在新的所述预设控制周期内，根据所述预设控制周期的起始点对应的控制值进行温度控制，并在所述预设控制周期内以所述预设频率对所述控制值进行采样以获取下一所述预设控制周期的起始点对应的所述控制值，直至获取的所述控制值对应的所述温度差小于第二温差阈值时，停止下一所述预设控制周期的温度控制。
3.如权利要求1或2所述的基于齐次控制理论的空调温度控制方法，其特征在于，所述在新的所述预设控制周期内，根据所述预设控制周期的起始点对应的控制值进行温度控制的步骤包括：
步骤S41，温度控制器根据新的所述预设控制周期的起始点对应的控制值，确定所述目标输入电压值；其中，所述控制值与所述目标输入电压值呈正比的关系；
步骤S42，在新的所述预设控制周期内，温度控制器控制温度控制电机的输入电压值维持在所述目标输入电压值，以进行温度控制。
4.如权利要求1或2所述的基于齐次控制理论的空调温度控制方法，其特征在于，所述步骤S30之后还包括：
步骤S50，温度控制器定时获取所述环境温度值与预先设定的所述目标温度值之间的温度差，并计算实际获取的所述温度差与当前预设控制周期所采用的所述控制值对应的目标温度差之间的偏差值；
步骤S60，当所述偏差值大于预设偏差阈值时，温度控制器重新根据所述温度差的历史数据确定新的所述温差变化率，且将新的所述温差变化率作为新的所述初始温差变化率，将获取的所述温度差作为新的所述初始目标温度差，执行步骤S40。
5.如权利要求1或2所述的基于齐次控制理论的空调温度控制方法，其特征在于，步骤S30中，所述根据所述温度差的历史数据确定初始温差变化率的步骤还包括：
温度控制器确定此次存在温度差的时刻至所述温度差大于所述第一温差阈值的时刻之间的时间间隔，并提取所述时间间隔中所有所述温度差的数据，并根据所有所述温度差，确定所述温差变化率。
6.一种基于齐次控制理论的空调温度控制装置，其特征在于，所述基于齐次控制理论的空调温度控制装置包括：
判断模块，用于实时获取环境温度值，并判断所述环境温度值与预先设定的目标温度值之间是否存在温度差；
侦测模块，用于当所述判断模块判定存在温度差时，实时侦测所述温度差是否大于预设的第一温差阈值；
初始值获取模块，用于当所述温度差大于所述第一温差阈值时，确定大于所述第一温差阈值的所述温度差为初始目标温度差，并根据所述温度差的历史数据确定初始温差变化率；
控制模块，用于根据所述初始目标温度差及所述初始温差变化率，计算初始控制值，在第一个预设控制周期内根据所述初始控制值进行温度控制；从第二个所述预设控制周期的起始点达到时开始，每开始一新的所述预设控制周期，则在新的所述预设控制周期内，根据所述预设控制周期的起始点对应的控制值进行温度控制，直至新的所述预设控制周期的起始点的控制值对应的目标温度差小于第二温差阈值时，停止新的所述预设控制周期的温度控制；
其中，所述控制值及所述控制值对应的目标温度差由基于齐次控制理论的空调温度控制装置以预设频率采样而得，所述控制值满足：
u＝-2x1-3x2-5x1 3-x2 3
u为所述控制值，x1为所述目标温度差，x2为所述温差变化率，且所述目标温度差满足：所述温差变化率满足所述为所述温度差对时间的导数，所述为所述温差变化率对时间的导数。
7.如权利要求6所述的基于齐次控制理论的空调温度控制装置，其特征在于，所述控制模块还用于：
根据所述初始目标温度差及所述初始温差变化率，计算初始控制值，在第一个预设控制周期内根据所述初始控制值进行温度控制，并在第一个所述预设控制周期内以预设频率对所述控制值进行采样，以获取第二个所述预设控制周期的起始点对应的所述控制值；从第二个所述预设控制周期的起始点达到时开始，每开始一新的所述预设控制周期，则在新的所述预设控制周期内，根据所述预设控制周期的起始点对应的控制值进行温度控制，并在所述预设控制周期内以所述预设频率对所述控制值进行采样以获取下一所述预设控制周期的起始点对应的所述控制值，直至获取的所述控制值对应的所述温度差小于第二温差阈值时，停止下一所述预设控制周期的温度控制。
8.如权利要求6或7所述的基于齐次控制理论的空调温度控制装置，其特征在于，所述控制模块包括：
计算单元，用于根据新的所述预设控制周期的起始点对应的控制值，确定所述目标输入电压值；其中，所述控制值与所述目标输入电压值呈正比的关系；
控制单元，用于在新的所述预设控制周期内，控制温度控制电机的输入电压值维持在所述目标输入电压值，以进行温度控制。
9.如权利要求6或7所述的基于齐次控制理论的空调温度控制装置，其特征在于，所述基于齐次控制理论的空调温度控制装置还包括：
偏差检测模块，用于定时获取所述环境温度值与预先设定的所述目标温度值之间的温度差，并计算实际获取的所述温度差与当前预设控制周期所采用的所述控制值对应的目标温度差之间的偏差值；当所述偏差值大于预设偏差阈值时，重新根据所述温度差的历史数据确定新的所述温差变化率，且将新的所述温差变化率作为新的所述初始温差变化率，将获取的所述温度差作为新的所述初始目标温度差，调用所述控制模块。
10.如权利要求6或7所述的基于齐次控制理论的空调温度控制装置，其特征在于，所述初始值获取模块还用于：
确定此次存在温度差的时刻至所述温度差大于所述第一温差阈值的时刻之间的时间间隔，并提取所述时间间隔中所有所述温度差的数据，并根据所有所述温度差，确定所述温差变化率。
CN201511000380.XA 2015-12-28 2015-12-28 基于中央空调精确模型的温度控制方法及装置 Active CN105485850B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201511000380.XA CN105485850B (zh) 2015-12-28 2015-12-28 基于中央空调精确模型的温度控制方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201511000380.XA CN105485850B (zh) 2015-12-28 2015-12-28 基于中央空调精确模型的温度控制方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105485850A true CN105485850A (zh) 2016-04-13
CN105485850B CN105485850B (zh) 2018-04-10

Family

ID=55673001

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201511000380.XA Active CN105485850B (zh) 2015-12-28 2015-12-28 基于中央空调精确模型的温度控制方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105485850B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113375311A (zh) * 2021-06-16 2021-09-10 北京上格云智能技术有限公司 一种fcu末端的控制方法、装置、介质及电子设备
CN116552337A (zh) * 2023-07-10 2023-08-08 广汽埃安新能源汽车股份有限公司 一种车载ptc加热器控制方法及装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0355452A (ja) * 1989-07-25 1991-03-11 Taisei Corp 空調装置の制御方法
WO2003029728A1 (en) * 2001-09-28 2003-04-10 Daikin Industries, Ltd. Air conditioner
CN101832618A (zh) * 2010-04-29 2010-09-15 海信（山东）空调有限公司 空调器压缩机频率控制方法及控制装置
CN101865151A (zh) * 2010-06-13 2010-10-20 北京星网锐捷网络技术有限公司 风扇转速控制方法、装置及网络设备
CN102338440A (zh) * 2010-07-22 2012-02-01 海尔集团公司 变频空调器及其控制方法
CN103245031A (zh) * 2012-02-06 2013-08-14 珠海格力电器股份有限公司 空调器及其控制方法和装置
CN104613604A (zh) * 2015-02-06 2015-05-13 珠海格力电器股份有限公司 空调器及其控制方法和装置
CN104764141A (zh) * 2015-03-19 2015-07-08 珠海格力电器股份有限公司 空调器温度控制方法及空调器

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0355452A (ja) * 1989-07-25 1991-03-11 Taisei Corp 空調装置の制御方法
WO2003029728A1 (en) * 2001-09-28 2003-04-10 Daikin Industries, Ltd. Air conditioner
CN101832618A (zh) * 2010-04-29 2010-09-15 海信（山东）空调有限公司 空调器压缩机频率控制方法及控制装置
CN101865151A (zh) * 2010-06-13 2010-10-20 北京星网锐捷网络技术有限公司 风扇转速控制方法、装置及网络设备
CN102338440A (zh) * 2010-07-22 2012-02-01 海尔集团公司 变频空调器及其控制方法
CN103245031A (zh) * 2012-02-06 2013-08-14 珠海格力电器股份有限公司 空调器及其控制方法和装置
CN104613604A (zh) * 2015-02-06 2015-05-13 珠海格力电器股份有限公司 空调器及其控制方法和装置
CN104764141A (zh) * 2015-03-19 2015-07-08 珠海格力电器股份有限公司 空调器温度控制方法及空调器

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113375311A (zh) * 2021-06-16 2021-09-10 北京上格云智能技术有限公司 一种fcu末端的控制方法、装置、介质及电子设备
CN116552337A (zh) * 2023-07-10 2023-08-08 广汽埃安新能源汽车股份有限公司 一种车载ptc加热器控制方法及装置
CN116552337B (zh) * 2023-07-10 2023-10-10 广汽埃安新能源汽车股份有限公司 一种车载ptc加热器控制方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN105485850B (zh) 2018-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107101346B (zh) 室外风机控制方法、空调器以及计算机可读存储介质
RU2009146391A (ru) Устройство обработки информации, способ обработки информации и программа
CN100516687C (zh) 动态空调温度控制方法
CN103216911B (zh) 一种变频空调器及其节能运行控制方法
US10234166B2 (en) Energy saving diagnosis device, energy saving diagnosis method, and program
CN105650801A (zh) 控制空调进入除霜模式的方法、装置及空调器
CN101950187B (zh) 足浴器的温度控制方法
CN103630739A (zh) 一种空调器用电量测量方法与系统
CN109974096B (zh) 空调器的控制方法、空调器及计算机可读存储介质
CN105485850A (zh) 基于齐次控制理论的空调温度控制方法及装置
CN110986326A (zh) 空调器及其控制方法
CN114001446A (zh) 空调器控制方法、空调器及计算机可读存储介质
CN104913589A (zh) 一种冰箱间室温度动态补偿的精确控温方法及冰箱
CN105571061A (zh) 基于齐次控制理论的空调温度控制方法及装置
CN102478340A (zh) 防结露加热装置及其方法
Ma et al. Heat-pump control design performance evaluation using load-based testing
WO2012025904A3 (de) Verfahren zum ansteuern eines einphasigen bldc kleinmotors
CN105135606A (zh) 控制空调的方法和装置
CN108594898B (zh) 烤箱温控方法、装置及计算机可读存储介质
CN105485859A (zh) 室内机风档调节方法、装置及空调器室内机
CN106679068B (zh) 中央空调系统制冷主机的冷冻水供水温度设定方法及系统
US9568353B2 (en) Measurement system, measurement method of measurement device, measurement device, and non-transitory storage medium encoded with computer readable control program, capable of completing measurement in simple manner and promptly
CN105371968A (zh) 电子温度计控制方法及其装置
CN109269035A (zh) 空调负载延迟启动的控制方法和控制装置及空调系统
CN111811118A (zh) 空调器及其制热控制方法、控制装置、可读存储介质

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Wang Haitao

Inventor after: Wei Wei

Inventor after: Xiao Shan

Inventor after: Yang Xuelai

Inventor after: Jiu Shengxi

Inventor before: Wei Wei

CB03 Change of inventor or designer information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant